Пентазений

Пентазений — это азотсодержащий катион в химии, состоящий из пяти атомов азота, соединенных последовательно. Его соединения являются перспективными для получения веществ с большой плотностью энергии, например N₅[B(N₃)₄], N₅[P(N₃)₆] или N₅N₃. Не путать с анионом N₅^-(Пентазолат-анионом).

История

В ходе реализации программы по созданию веществ с высокой плотностью энергии (HEDM). Программа, инициированная в 1986 году ВВС, потенциал полиазотных соединений для HEDM был признан многочисленными теоретическими исследованиями. Однако, не было предпринято никаких систематических усилий для синтеза какого-либо из потенциальных кандидатов, предсказанных теоретиками. Ситуация изменилась в 1998 году, когда доктор Остмарк из Шведского агентства оборонных исследований предложил DARPA экспериментальное исследование по получению тетраэдрического N₄. В ответ на это предложение и по настоянию Исследовательской лаборатории ВВС, DARPA выпустила широкий запрос на проведение экспериментальных работ и профинансировала восемь программ в области полиазота. В результате одной из таких программ и были синтезированы соединения, содержащие катион пентазения

Свойства

N₅⁺ способен окислять воду, NO, NO₂, Br₂:

$4\mathrm{N}{\phantom{A}}_5{\phantom{A}}^{+}+2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}⟶4\mathrm{H}{\phantom{A}}^{+}+10\mathrm{N}{\phantom{A}}_2+\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$

$\mathrm{N}{\phantom{A}}_5{\phantom{A}}^{+}[\mathrm{S}\mathrm{b}\mathrm{F}{\phantom{A}}_6]{\phantom{A}}^{-}+\mathrm{N}\mathrm{O}⟶\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}^{+}[\mathrm{S}\mathrm{b}\mathrm{F}{\phantom{A}}_6]{\phantom{A}}^{-}+2,5\mathrm{N}{\phantom{A}}_2$

$\mathrm{N}{\phantom{A}}_5{\phantom{A}}^{+}[\mathrm{S}\mathrm{b}\mathrm{F}{\phantom{A}}_6]{\phantom{A}}^{-}+\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2⟶\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2{\phantom{A}}^{+}[\mathrm{S}\mathrm{b}\mathrm{F}{\phantom{A}}_6]{\phantom{A}}^{-}+2,5\mathrm{N}{\phantom{A}}_2$

$\mathrm{N}{\phantom{A}}_5{\phantom{A}}^{+}[\mathrm{S}\mathrm{b}\mathrm{F}{\phantom{A}}_6]{\phantom{A}}^{-}+\mathrm{B}\mathrm{r}{\phantom{A}}_2⟶\mathrm{B}\mathrm{r}{\phantom{A}}_2{\phantom{A}}^{+}[\mathrm{S}\mathrm{b}\mathrm{F}{\phantom{A}}_6]{\phantom{A}}^{-}+2,5\mathrm{N}{\phantom{A}}_2$

Получение

Получают из N₂F⁺ и HN₃ в сухом HF при −78 °С

$[\mathrm{N}{\phantom{A}}_2\mathrm{F}]{\phantom{A}}^{+}[\mathrm{M}\mathrm{F}{\phantom{A}}_6]{\phantom{A}}^{-}+\mathrm{H}\mathrm{N}{\phantom{A}}_3⟶\mathrm{N}{\phantom{A}}_5{\phantom{A}}^{+}[\mathrm{M}\mathrm{F}{\phantom{A}}_6]{\phantom{A}}^{-}+\mathrm{H}\mathrm{F}$

где М — Sb, As